Étude De La Toxicité Des Substances Per- et Polyfluoroalkylées (PFAS) : Approches In Silico Versus In Vivo

Abstract

Résumé Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), communément appelées « polluants éternels », suscitent une préoccupation croissante en raison de leur persistance exceptionnelle dans l’environnement, de leur bioaccumulation dans les organismes vivants et de leurs effets potentiellement néfastes sur la santé humaine. Ce mémoire vise à présenter les connaissances actuelles relatives à la toxicocinétique (absorption, distribution, métabolisme et élimination – ADME) des PFAS ainsi qu’à leurs principaux mécanismes de toxicité, notamment le stress oxydatif, les perturbations métaboliques et leurs interactions avec diverses protéines biologiques. Face aux défis liés au coût, au temps et aux considérations éthiques associés à l’évaluation toxicologique d’un grand nombre de PFAS émergents, cette étude met en évidence l’intérêt de deux approches complémentaires. L’approche in vivo, fondée sur des expérimentations réalisées sur des organismes modèles tels que le poisson-zèbre (Danio rerio) et les nématodes, permet d’évaluer les effets toxiques à l’échelle de l’organisme entier, notamment l’hépatotoxicité, les anomalies du développement embryonnaire et les mécanismes de transfert maternel. L’approche in silico, basée sur les modèles QSAR (Quantitative Structure–Activity Relationship) et les simulations d’amarrage moléculaire (Molecular Docking), offre quant à elle la possibilité de prédire rapidement les interactions entre les PFAS et différentes cibles biologiques, notamment l’albumine sérique humaine et certains récepteurs cellulaires. L’analyse de la littérature montre que l’intégration des approches in vivo et in silico constitue une stratégie moderne et prometteuse permettant d’améliorer la compréhension des mécanismes toxicologiques des PFAS, d’accélérer l’évaluation des risques associés à ces contaminants émergents et de contribuer à la protection de la santé humaine et de l’environnement. Mots-clés : PFAS, toxicité, in vivo, in silico, Molecular Docking, stress oxydatif, bioaccumulation. Abstract Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), commonly referred to as ―forever chemicals,‖ have become a major environmental and public health concern due to their exceptional persistence, bioaccumulation potential, and adverse biological effects. This thesis reviews the current knowledge regarding PFAS toxicokinetics (absorption, distribution, metabolism, and excretion—ADME) and their principal toxicity mechanisms, including oxidative stress, metabolic disruption, and interactions with biological proteins. Given the time, cost, and ethical constraints associated with evaluating the large number of emerging PFAS compounds, this study highlights the value of two complementary approaches. The in vivo approach, based on experiments conducted on biological models such as zebrafish (Danio rerio) and nematodes, provides insight into toxic effects at the whole-organism level, including hepatotoxicity, developmental abnormalities, and maternal transfer pathways. The in silico approach, relying on Quantitative Structure–Activity Relationship (QSAR) models and Molecular Docking simulations, enables rapid prediction of interactions between PFAS molecules and biological targets, particularly Human Serum Albumin (HSA) and cellular receptors. The literature analysis demonstrates that integrating in vivo and in silico approaches represents a modern and promising strategy for improving the understanding of PFAS toxicity mechanisms, accelerating toxicological risk assessment, and supporting the protection of human health and the environment. Keywords: PFAS, toxicity, in vivo, in silico, molecular docking, oxidative stress, bioaccumulation.

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